半刚性基层材料抗变形能力的分析与比较

为研究半刚性基层材料的抗变形能力，采用三点弯曲试验方法对底部预制裂缝的半刚性基层水泥稳定砂砾试件进行加载。通过三种典型级配半刚性基层材料配合比设计与性能测定，对比分析材料的抗变形性能。引入断裂力学中断裂韧度与断裂能作为抗裂性能的评价指标，分析水泥剂量与集料级配对抗裂性能的影响，得到水泥剂量与集料级配对抗裂性评价指标的影响规律。结果表明，以断裂韧度与断裂能的概念作为半刚性基层材料抗变形能力评价指标是合理的；骨架密实型级配，以及较低的水泥剂量的基层材料抗裂能力更好。

半刚性基层以板体性强、早期强度高等优点在我国被普遍应用，但各种开裂问题[1] [2] [3] [4] [5]长期困扰着道路建设者。半刚性基层在温度、干缩、荷载作用，以及路基不均匀沉降下受到较大的层底拉应力，当应力超过其承受能力时，就会出现开裂。而抗开裂性能，是提高和保证半刚性基层路用性能和使用耐久性的关键。为探究半刚性基层材料的抗拉性能，以水泥稳定砂砾材料为例，探究影响半刚性基层材料抗拉性能的影响因素，对水稳砂砾的断裂韧性进行评价，分析水泥稳定砂砾材料在带裂缝状况下的工作性能。

2. 实验材料 根据《公路工程无机结合料试验规程》(JTG E51-2009)中规定的试件尺寸，圆柱体试件的径高比为1:1，直径为150 mm；梁式试件的尺寸是100 mm × 100 mm × 400 mm。根据吴倩[6]的硕士论文，采用振动成型的方法对试件进行成型。

2.1. 级配、最佳含水量及最大干密度 参照《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)中推荐的水泥稳定碎石的集料级配选取水泥稳定砂砾的集料级配。集料的级配如表1 所示，在下文中用XM 表示悬浮密实型，GM 表示骨架密实型，GK 表示骨架空隙型。

试验采用振动击实[7]的方法，每个试件的振动时间统一为3 min。由振动击实的方法确定最大干密度和最佳含水量，结果见表2。

2.2. 无侧限抗压强度 采用《公路工程无机结合料试验规程》(JTG E51-2009)中无机结合料稳定材料无侧限抗压强度的测量